数控机床典型结构及部件ppt课件.ppt

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1、第3章数控机床典型结构及部件3.1数控机床的结构特点及要求3.2数控机床主传动系统3.3数控机床进给传动系统3.4自动换刀机构3.5排屑装置3.1数控机床的结构特点及要求与传统的普通机床相比，现代数控机床有着独特的机械结构，除机床基础件外，主要由包括主传动系统、进给系统、工件实现回转、定位的装置及附件、自动换刀装置等。了解这些结构对于使用和调整数控机床都是十分必要的。由于数控机床控制方式和使用特点，使数控机床与普通机床在机械传动和结构上有十分显著的不同，其特点有：1.采用高性能的无级变速主轴及伺服传动系统，机械传动结构大为简化，传动链缩短。2.采用刚度和抗振

2、性较好的机床新结构。如动静压轴承的主轴部件、钢板焊接结构的支承件等。3.采用在效率、刚度、精度等各方面较优良的传动元件，如滚珠丝杠螺母副、静压蜗杆副以及塑料滑动导轨、滚动导轨、静压导轨等。4.采用多主轴、多刀架结构以及刀具与工件的自动夹紧装置、自动换刀装置和自动排屑、自动润滑冷却装置等，以改善劳动条件，提高生产率。对数控机床机械结构的具体要求见表3-1。表3-1数控机床结构的基本要求对结构的要求目的采取的措施提高机床的静刚度使数控机床各处机构(如机床床身、导轨丁作台、刀架和上轴箱等)产生的弹性变形控制在最小限度内，以保证实现所要求的加工精度与表面质量提高主轴

3、部件的刚度、支承部件的整体刚度、各部件之间的接触刚度以及刀具部件的刚度等。如采用三支承主轴结构，合理配置滚动轴承，采用刚性高、抗振性好、承载能力大的静压或动压轴承；采用封闭截面的床身，并采取措施提高机床各部件接触刚度，如采用刮研的方法增加单位面积卜接触点数及在结合面间预加载荷，以增大接触面积等；提高刀架刚度，如合理设计转台大小和刀具数，增大刀架底座尺寸等提高机床的动刚度充分发挥数控机床的高效加工性能，稳定切削，在保证静刚度的前提下，还必须提高动态刚度提高系统的刚度，增加阻尼以及调整构件的自振频率等。如采用钢板焊接结构既可增加静刚度，减轻结构重量，又可增加构件

4、本身阻尼；对铸件采用封砂结构也有利于振动衰减，提高抗振性等减少机床的热变形机床热变形是影响加工精度的重要因素。对于数控机床来说，因为全部加工过程都足由汁算机指令控制，热变形对加工精度的影响更为严重(1)减少发热：如采用低摩擦因数的导轨和轴承，液压系统中采用变量泵等；(2)控制温升，通过良好的散热、隔热和冷却措施来控制温升，如在机床发热部位强制冷却等；(3)改善机床结构：设计合理的机床结构和布局，如设计热传导对称的结构，使温升一致，以减少热变形；采用热变形对称结构．以减少热变形对加工精度影响等，如图3-1所示卧式坐标镗床热变形。尽量使上轴的热变形发生在刀具切入

5、的垂直方向上，如图3-2所示减少运动件的摩擦和消除传动间隙由于数控机床工作台(或滑板)的位移量是以脉冲当量为最小单位的，一般为0.01～0.001mm，要求运动件能微量精确移动。提高运动精度和定位精度，提高进给运动低速运动的平稳性减少运动件重量，减少运动件的静、动摩擦力之差，减少或消除传动间隙，缩短传动链等。如采用滚动导轨或静压导轨，减少摩擦副间的摩擦力，避免低速爬行。采用滑动一滚动混合导轨，一方面能减少摩擦阻力，还能改善系统的阻尼特性，提高执行部件的抗振性。采用塑料滑动导轨，既可减少摩擦阻力又可改善摩擦和阻尼特性，提高运动副的抗振性和平稳性。采用滚珠丝杠代

6、替滑动丝杠，可显著减少运动副的摩擦。另外，数控机床(尤其是开环系统的数控机床)的加工精度在很大程度上取决于进给传动链的精度，除提高齿轮和滚珠丝杠的精度外，采用无间隙滚珠丝杠传动和无间隙齿轮传动，可大大提高数控机床的传动精度提高机床的寿命和精度保持性数控机床必须有足够的使用寿命和精度保持性提高数控机床零部件的耐磨性，尤其是导轨、进给丝杠、主轴部件等主要零件的耐磨性；在使用过程中，应保证数控机床各部件润滑良好自动化结构，宜人的操作性和造型最大限度地压缩辅助时间，提高生产效率。使其内部结构合理、紧凑，便于操作和维修；外观造型美观宜人采用多主轴、多刀架及带刀库的自动

7、换刀装置等，以减少工件装夹和换刀时间，提高生产率。在改善机床操作性方面充分注意机床各运动部分的互锁能力，防止事故的发生。尽可能改善操作者的观察、操作和维护条件，设置紧急停车装置。设计最有利的工件装夹位置，便于装卸工件。对于切屑数量较多的数控机床，其床身结构必须有利于排屑或设有自动工件分离和排屑装置3.2数控机床主传动系统3.2.1主轴变速方式3.2.2主轴部件数控机床的主传动系统包括主轴电动机、传动系统和主轴组件。数控机床主轴系统是数控机床的主运动传动系统,数控机床主轴运动是机床成形运动之一。它的精度决定了零件的加工精度。数控机床是具有高效率的机床，因此它的

8、主轴系统必须满足大的调速范围并实现无级调速；较高的精